Caracterização do potencial de absorção do dióxido de carbono atmosférico por microalgas utilizadas na aqüicultura para a geração de um mecanismo de desenvolvimento limpo (MDL)

Abstract

O aumento das concentrações de CO2 na atmosfera nos últimos anos tem gerado uma intensificação no efeito estufa. Devido as altas taxas de fixação de carbono pelas microalgas, o cultivo em larga escala e em condições semi-controladas destes microorganismos surge como uma alternativa para reduzir os níveis de CO2 atmosféricos. Na aqüicultura o alto custo de produção dos cultivos de microalgas afeta a rentabilidade da produção de organismos cultivados. Para aumentar o rendimento e reduzir os custos são necessárias pesquisas que resultem na utilização de espécies de microalgas mais produtivas. O objetivo deste trabalho foi determinar quais as espécies de microalgas fitoplanctônicas utilizadas na aqüicultura, que apresentam as maiores taxas de absorção de CO2, têm algum valor comercial e que possam ser cultivadas em larga escala. Os experimentos foram realizados com as espécies Nannochloropsis oculata (Droop) Hibberd, 1955), Chaetoceros affinis Lauder, 1864, C. muelleri Lemmermann, 1898, Phaeodactilum tricornutum Bohlin, 1897, Skeletonema costatum (Greville) Cleve, 1873, Thalassiosira fluviatilis Hustedt, 1926, T. pseudonana (Husted) Hasle & Heimdal, 1970), Tetraselmis chuii Butcher, 1958, T. tetrathele (G.S. West) Butcher 1959 e Isochrysis galbana Parke, 1949 .As espécies foram mantidas em meio f/2, temperatura constante (ótima para cada espécie), luminosidade média de 100 μmol/m-2/s-1 e fotoperíodo de 12L/12E. Medidas de produtividade primária em diferentes intensidades luminosas, pelo método do oxigênio e do 14C (produção dissolvida, particulada e total), foram realizadas com amostras de cultivo que estavam na fase logarítmica. Também foram determinados o Quociente Fotossintético (QF) e a fração lipídica das algas mais produtivas. N. oculata, S. costatum e C. muelleri foram as espécies que atingiram maior rendimento do crescimento celular, enquanto que C. affinis foi a espécie de menor taxa de crescimento. N. oculata e I. galbana foram as espécies mais produtivas, em termos de produção de O2, e N. oculata e T. fluviatilis obtiveram os maiores valores de produção de carbono. A maioria das espécies apresentaram valores de QF superiores a 1,0. De acordo com os resultados de crescimento e produção primária, quatro espécies apresentaram maior potencial para produção em larga escala: N. oculata, S. costatum, T. fluviatilis e I. galbana. Por apresentarem maior crescimento em menor luminosidade N. oculata e S. costatum poderiam ser cultivadas em períodos de menor luminosidade, enquanto que T. fluviatilis e I. galbana, espécies adaptadas à luz, poderiam ser cultivada na primavera/verão. Além disso, os resultados mostram que N. oculata produz grande quantidade de lipídeos e ácidos graxos, indicando uma grande capacidade para a produção de bio-combustíveis.

The increase in atmospheric CO2 concentration in the last years has intensified the "greenhouse effect". Due to their high carbon fixation rates, the large-scale cultivation of microalgae, under semi-controlled conditions, appears as an alternative to diminish the CO2 levels in the atmosphere. High costs of microalgae production affects the aquaculture profitability. To increase the production yield and reduce costs new research is necessary to find more productive microalgae species. The main objective of this study was to determine which phytoplankton species used in aquaculture that present the highest CO2 uptake rates, as well as commercial value and that could be produced in large-scale systems. The experiments were conducted with the species Nannochloropsis oculata (Droop) Hibberd, 1955), Chaetoceros affinis Lauder, 1864, C. muelleri Lemmermann, 1898, Phaeodactilum tricornutum Bohlin, 1897, Skeletonema costatum (Greville) Cleve, 1873, Thalassiosira fluviatilis Hustedt, 1926, T. pseudonana (Husted) Hasle & Heimdal, 1970), Tetraselmis chuii Butcher, 1958, T. tetrathele (G.S. West) Butcher 1959 and Isochrysis galbana Parke, 1949 . The cells were kept in f/2 medium, constant temperature (optimum of each species), light intensity of ca. 100 μmol/m-2/s-1 and 12L/12D photoperiod. Primary production measurements were conducted in different light intensities using oxygen and 14C (dissolved, particulate and total production) methods. Measurements were carried out when culture were in the LOG phase. The Photosynthetic Quotient and lipid fraction of most productive species were also determined. N. oculata, S. costatum e C. muelleri reached the highest growth yield, while C. affinis was the less productive species. N. oculata and I. galbana showed the highest oxygen production rates, while N. oculata e T. fluviatilis presented the highest carbon fixation rates. The most species showed PQ values bigger than 1.0. According to the results of growth and primary production rates, four species showed high potential for large-scale production: N. oculata, S. costatum, T. fluviatilis and I. galbana. Since N. oculata and S. costatum showed highest growth rates under low light intensity, these species could be cultivated during periods of low luminosity. On the other hand, T. fluviatilis and I. galbana, light adapted species, could be grown during spring/summer periods. Furthermore, the results indicate that N. oculata produces high amounts of lipid and fatty acid, indicating its great capacity for biofuels production .